Arduino UNO R4 Minima vs. Arduino UNO R3: Was ist neu?

In diesem Beitrag möchte ich einen Vergleich zwischen dem Arduino UNO R4 Minima und dem UNO R3 vorstellen. Der Arduino UNO R3 ist bereits seit mehreren Jahren erhältlich und wurde oft kopiert, wodurch diverse Versionen von anderen Herstellern verfügbar sind. Der Arduino UNO R4 Minima hingegen ist seit Ende Juni 2023 exklusiv im Arduino Store erhältlich.

Du kannst den Arduino UNO R4 Minima am besten mit dem Arduino UNO R3 vergleichen, da ihre Features sehr ähnlich sind. Schaue selbst und entdecke die Unterschiede zwischen ihnen.

Auf diesem Blog habe ich bereits zahlreiche Beiträge dem Arduino UNO R3 gewidmet und dir detailliert gezeigt, wie du ihn programmieren kannst. In diesem Artikel steht jedoch zunächst ein Vergleich im Fokus. In den kommenden Tagen werde ich speziell auf den Arduino UNO R4 Minima zugeschnittene Projekte veröffentlichen, die du aufmerksam verfolgen kannst.

Den beiden neuen Arduino’s UNO R4 Minima & WiFi habe ich bereits im ersten Teil kurz und knapp vorgestellt.

Inhaltsverzeichnis

• Bezug des Arduino UNO R4 Minima
• Lieferumfang
  • Preisvergleich mit dem Arduino UNO R3
• Vergleich der Features vom Arduino UNO R4 & R3
  • Erhöhte Toleranz der Eingangsspannung
  • Praktische HID-Integration: Arduino UNO R4 Minima als Maus oder Tastatur verwenden
• Programmieren der beiden Mikrocontroller in der Arduino IDE
  • Speicherbelegung von Datentypen
• Abschluss

Bezug des Arduino UNO R4 Minima

Wie bereits erwähnt, ist der Mikrocontroller Arduino UNO R4 Minima derzeit (stand 05.07.2023) exklusiv im Onlineshop Arduino.cc erhältlich. Der Preis mit 18 € ist recht günstig für einen neuen Mikrocontroller der Arduino-Familie. Die Versandkosten belaufen sich auf ganze 5 € per UPS und somit kommt man am Ende auf 23 € für diesen Mikrocontroller.

Lieferumfang

Zum Lieferumfang des Mikrocontrollers gehört ein kleiner Satz Aufkleber, ein Garantiezettel sowie eine transparente Acrylplatte für die Montage unter dem Mikrocontroller.

Preisvergleich mit dem Arduino UNO R3

Der Arduino UNO R3 kostet im Onlineshop derzeit 24 € und somit deutlich mehr als der neue R4 Minima. Das könnte natürlich auch gewollt sein, um den neuen Mikrocontroller zu pushen.

Die China-Klone des Arduino UNO R3 kosten weit weniger als das Original und können mit diesem sehr gut mithalten. Daher freue ich mich, wenn es die ersten günstigen vom R4 Minima geben wird.

Vergleich der Features vom Arduino UNO R4 & R3

Kommen wir zunächst zum Vergleich der technischen Daten beider Mikrocontroller:

	Arduino UNO R4 Minima	Arduino UNO R3
Microcontroller	Renesas RA4M1 (ARM cortex-M4)	ATmega328P
Taktgeschwindigkeit	48 MHz	16 MHz
Speicher	256 kB Flash, 32 kB RAM	32 kB Flash, 2 kB SRAM
Schnittstellen	UART, I2C, SPI, CAN	UART, I2C, SPI
USB-Schnittstelle	USB-Typ-C	USB-Typ-B
digitale Pins	14 (davon 6 PWM Pins)
analoge Pins	6
Eingangsspannung	6-24 V	6-20V
Spannung an den Pins	5 V	5 V
max. Stromaufnahme per Pin	8 mA	20 mA
Features	Builtin-LED am digitalen Pin D13
Abmessungen (L x B)	68,85 mm x 53,34 mm

Wir können aus dieser Tabelle entnehmen, dass der neue Arduino UNO R4 Minima eine dreifach höhere Taktgeschwindigkeit und einen achtfach größeren Speicher hat.

Besonders zu nennen ist, dass dieser Mikrocontroller noch zusätzlich über eine USB-Typ-C Schnittstelle verfügt und somit die recht betagte USB-Typ-B Schnittstelle ablöst. Vor allem, weil die Kabel ja nun ebenso langsam aussortiert werden können.

Erhöhte Toleranz der Eingangsspannung

Der Arduino UNO R4 Minima verfügt über eine erweiterte 24-V-Toleranz für einen größeren Eingangsspannungsbereich. Dadurch können Sie Stromversorgungen bis zu 24 V nutzen und problemlos Motoren, LED-Streifen und andere Aktoren integrieren. Die Verwendung einer einzigen Stromquelle vereinfacht Ihre Projekte erheblich.

Praktische HID-Integration: Arduino UNO R4 Minima als Maus oder Tastatur verwenden

Der Arduino UNO R4 Minima bietet eine eingebaute HID-Unterstützung (Human Interface Device), die es ermöglicht, eine Maus oder Tastatur zu simulieren, wenn er über ein USB-Kabel mit einem Computer verbunden ist. Diese praktische Funktion ermöglicht das Senden von Tastenanschlägen und Mausbewegungen an den Computer und verbessert somit die Benutzerfreundlichkeit und Funktionalität.

Programmieren der beiden Mikrocontroller in der Arduino IDE

Um den Arduino UNO R4 zu nutzen, benötigen wir einen Boardtreiber. In der Arduino IDE 2.0 können wir diesen Treiber über den internen Boardmanager installieren. Hierfür klicken wir auf das entsprechende Symbol (1) und suchen nach “arduino uno r4” (2). Anschließend betätigen wir die “INSTALL” Schaltfläche (3). Nach der Installation ändert sich die Schaltfläche zu “REMOVE” und es wird ein Versions-Tag (4) angezeigt. So können wir den Treiber erfolgreich installieren und verwenden.

Beide Boards haben eine integrierte LED, die jeweils am digitalen Pin D13 angeschlossen und programmiert werden kann. In unserem ersten Beitrag werden wir diese kleine SMD-LED zum Blinken bringen.

//die SMD-LED ist am digitalen Pin D13 angeschlossen
#define led LED_BUILTIN

void setup() {
  //definieren das der Pin der LED als Ausgang dient
  pinMode(led, OUTPUT);
}

void loop() {
  //aktivieren der LED
  digitalWrite(led, HIGH);
  //eine kleine Pause von 500 Millisekunden
  delay(500);
  //deaktivieren der LED
  digitalWrite(led, LOW);
  //eine kleine Pause von 500 Millisekunden
  delay(500);
}

Schauen wir uns einmal die Speicherbelegung auf dem Mikrocontroller genauer an:

	Programmspeicherplatz	max. Programmspeicherplatz	Belegung globale Variablen	max. Speicherplatz für globale Variablen
Arduino UNO R4 Minima	33576 Byte	262144 Byte	2524 Byte	32768 Byte
Arduino UNO R3	924 Byte	32256 Byte	9 Byte	2048 Byte

Speicherbelegung von Datentypen

Bei genauer Betrachtung der Speicherbelegung von Datentypen wird deutlich, warum der UNO R4 mehr Programmspeicherplatz benötigt. (Aber dafür haben wir ja deutlich mehr Speicherplatz.)

Der UNO R4 Minima ist ein 32bit System, der UNO R3 lediglich ein 8bit System, daher ist auch die Speicherlegung der Datentypen anders.

	Arduino UNO R3	Arduino UNO R4 Minima
bool	1 Byte	1 Byte
short	2 Byte	2 Byte
int	2 Byte	4 Byte
long	4 Byte	4 Byte
float	4 Byte	4 Byte
double	4 Byte	8 Byte
char	1 Byte	1 Byte
String	6 Byte	12 Byte

Abschluss

Der neue Arduino UNO R4 Minima bietet zahlreiche Vorteile gegenüber dem UNO R3. Mit einem größeren Speicherplatz und zusätzlichen Debugging-Schnittstellen eröffnet er neue Möglichkeiten für anspruchsvolle Projekte. Die höhere Taktgeschwindigkeit stellt ebenfalls einen Vorteil dar, auch wenn mir bisher die 16 MHz des UNO R3 nicht negativ aufgefallen sind.

Als Nächstes werde ich den Arduino UNO R4 WiFi genauer untersuchen, der mit einem zusätzlichen ESP32 S3 aufwartet. Freue dich auch auf maßgeschneiderte Projekte, die speziell für diesen Mikrocontroller entwickelt wurden. Entdecke die spannenden Potenziale des Arduino UNO R4 Minima!